Materiale de construcţii
Consolidarea
La Univesritatea Maritimă Constanța consolidarea grinzilor s-a efectuat cu materiale
Despre Isomat România: Compania a fost înfiinţată în anul 2000 şi are sediul în Bucureşti, Str Poteraşi nr 5, sector 4, telefon: 021 3000 484. Obiectul său de activitate îl constituie comercializarea exclusivă a produselor ISOMAT pe piaţa românească. Produsele Isomat sunt de cele mai multe ori folosite în rezolvarea unor probleme tehnice de fineţe.
din beton armat cu lamele din fibre de carbon
Î
n materialul următor vă prezentăm rezultatele cercetărilor experimentale efectuate în Laboratorul Catedrei de beton armat din Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti în scopul determinării eficacităţii unor sisteme de reparaţii şi consolidări ale grinzilor din beton armat solicitate la sarcini gravitaţionale. Astfel, au fost încercate, până la cedare, două grinzi identice. Una din grinzi a fost solicitată direct până la rupere, cealaltă a fost supusă iniţial la valori ale încărcării, care au produs deschiderea fisurilor la valori de aprox. 0.8-1 mm, fiind apoi reparată, consolidată şi încercată până la rupere. Valorile momentelor capabile ale grinzilor obţinute experimental s-au comparat cu valorile deduse teoretic în conformitate cu reglementările româneşti în vigoare. Fisurile grinzii au fost injectate cu răşină EPOMAX-L20, recomandată pentru injectarea fisurilor cuprinse între 0.1 şi 1 mm. Consolidarea s-a efectuat prin prevederea, la partea inferioară a grinzii, a unei lamele din fibră de carbon de tip MEGAPLATE (de tip PAF). Capetele grinzii au fost înfăşurate pe o lungime de 60 cm cu ţesătură din fibre de carbon MEGAWRAP-200 (producător ISOMAT ROMÂNIA SRL).
Repararea şi consolidarea grinzilor Fisurile grinzii au fost injectate cu răşină EPOMAX-L20, recomandată pentru injectarea fisurilor cuprinse între 0.1 şi 1 mm (foto 1).
Foto 1 - Operaţiunea de injectare a fisurilor Consolidarea s-a efectuat prin prevederea la partea inferioară a grinzii a unei lamele din fibră de carbon de tip MEGAPLATE (de tip PAF). Capetele grinzii au fost înfăşurate pe o lungime de 60 cm cu ţesătură de fibre de carbon MEGAWRAP-200 (foto 2).
S-a încercat încovoierea grinzilor Programul experimental a constat în încercarea la încovoiere a unor modele de grinzi din beton armat neconsolidate şi consolidate pentru a se determina sporul de capacitate portantă adus de consolidarea cu lamele din fibre de carbon. Prima grindă a fost solicitată direct până la cedare. A doua grindă a fost încărcată până în stadii avansate de solicitare, la care betonul a prezentat deschideri ale fisurilor de aprox. 0.81 mm. Grinda s-a reparat prin închiderea fisurilor prin injectare şi consolidarea cu o bandă din fibre de carbon la faţa inferioară a grinzii, înfăşurarea la ambele capete pe o lungime de 60 cm cu ţesătură din fibre de carbon şi încercarea grinzii până la cedare.
42 iulie 2012 | www.100construct.ro
Modele experimentale şi schema de încărcare
Foto 2 - Consolidarea grinzii cu lamele
S-au încercat două modele de grinzi din beton şi ţesături din fibre de carbon din clasa de rezistenţă C16/20 având secţiunea de 12x20 cm şi lungimea 170 cm. La partea inferioară grinda a fost armată cu 2 Ö12 PC 52, iar la partea
grinzilor superioară cu 2 Ö10 PC 52. Grinda a fost încărcată cu două forţe concentrate conform schemei prezentate în figura urmatoare:
Schema de încărcare S-au determinat, în ambele cazuri, variaţia săgeţilor în funcţie de valoarea încărcării şi momentul capabil al grinzilor. În ambele cazuri s-a determinat capacitatea portantă şi prin calcul. S-a observat o rigiditate mai redusă a grinzii reparate şi consolidate care prezintă valori sensibil mai mici ale săgeţii decât în cazul grinzii neconsolidate la aceleaşi valori ale forţelor. Valoarea forţei maxime la cedarea elementului neconsolidat, determinată experimental, a fost de 96 KN, iar a elementului consolidat de 164 KN. În cazul grinzii consolidate cedarea s-a produs prin desprinderea armăturii de tip PAF în zona fisurilor de încovoiere şi a avut un caracter neductil (foto 3).
Foto 3 - Aspectul cedării grinzii
Utilizarea benzilor din fibre de carbon reprezintă, o bună soluţie de consolidare a elementelor din beton armat solicitate la încovoiere Sistemul de reparaţie prin injectarea fisurilor şi de consolidare prin aplicare pe faţa inferioară a grinzii a unei lamele din fibre de carbon şi respectiv la capetele grinzii a unei ţesături din fibre de carbon a adus sporuri importante de capacitate
portantă, determinate experimental, de peste 65% faţă de grinda neconsolidată. Rapoartele între valorile momentelor capabile determinate prin calcul şi cele determinate experimental pentru cele două tipuri de grinzi încercate sunt relativ apropiate (1.7 pentru grinda consolidată şi 1.9 pentru grinda neconsolidată), fapt ce indică că modelul de calcul adoptat pentru determinarea momentului capabil al grinzii consolidate este corespunzător. Elementele consolidate cu lamele din fibre de carbon au particularităţi în ceea ce privesc deformaţiile şi modul de cedare. Cedarea elementului s-a produs prin desprinderea armăturii de tip PAF, având astfel un caracter neductil. De aceste aspecte trebuie să se ţină seama în proiectare. În cazul efectuării unui calcul conform normelor în vigoare şi respectării tehnologiei de aplicare, utilizarea lamelelor din fibre de carbon reprezintă, în multe cazuri, o bună soluţie de consolidare a elementelor din beton armat solicitate la încovoiere.
În realizarea experimentului de mai sus s-au folosit:
EPOMAX-L20 - Răşină epoxidică injectabilă pentru fisuri de 0,1-1 mm, folosită pentru repararea fisurilor din beton prin injectarea de răşini precum şi pentru Remedieri complexe - Prinderea profilelor laminate pe elemente de beton. MEGAPLATE - Lamelă din fibre de carbon, cu rezistenţă mecanică mare, utilizată pentru consolidarea elementelor de construcţii. Se produce industrial, din răşini epoxidice şi fibre de carbon orientate pe o direcţie. Se foloseşte pentru consolidarea grinzilor şi plăcilor pentru creşterea rezistenţei la încovoiere. MEGAWRAP-200 - Ţesătură din fibre de carbon orientate pe o direcţie, utilizată la consolidarea elementelor de construcţie (confinarea stâlpilor, consolidarea grinzilor pentru creşterea rezistenţei la forţa tăietoare, consolidarea grinzilor şi plăcilor pentru creşterea rezistenţei la încovoiere). Pentru soluţiile tehnice pe care Isomat România le propune pentru rezolvarea diverselor probleme cu care va confruntaţi accesaţi: www.isomat.ro/ solutii-tehnice.
Extras din articolul apărut în Revista Română de Inginerie Civilă, Editura Matrixrom,DAN GEORGESCU, Conferenţiar, Dr. Ing. - Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti
www.100construct.ro | iulie 2012 43